[0001] 本发明总体上涉及用于对可移动的或者动态的管线导向装置、尤其是能量引导链进行监测或者状态监测(英语：condition monitoring)的系统和方法，所述管线导向装置用于对例如线缆、软管或者诸如此类至少一条管线(典型地，在可运动的设施件或者机器件上)在不动的固定点和可相对运动的携动件之间进行导向。

[0002] 本发明尤其涉及一种用于在能量引导链运行时对磨损进行间接的识别从而实现前瞻性的维护的系统和方法。

[0003] 在所述方法中，能量引导链典型地构成不动的下部段、可移动的上部段和在其之间一同移动的转向弧。本发明尤其涉及具有用于长的移动路径的滑动式上部段的能量引导链。

[0004] 为了进行磨损识别，已知一些解决方案，在所述解决方案中，在管线导向装置或者能量引导链中装入特别的传感器模块，例如在WO 2017/129805Al或者WO 2019/201482 Al中所提出地。然而，这些解决方案需要能量引导链在结构上的改变和在用于管线的内部接收空间中需要可用的安装空间。在WO 2021/043668 Al中提出一种另外的、用于进行磨损识别的方法，然而在这里对能量引导链在构造上的措施是必需的，或者这种解决途径仅适用于具有滑座的滑动式能量引导链。此外，在EP 1 521 015 A2中设想了一种用于进行磨损监测的解决途径，在所述磨损检测中，根据具有设定断裂位置的磨损元件来确定，是否存在着链的关键磨损。在此，所述设定断裂位置是针对链的关键磨损状态所使用的指标。

[0005] 在DE 20 2016 000 501 Ul中设想了一种如在WO 2017/129805 Al的解决途径，在该解决途径中，磨损元件构造为应答器。在DE 20 2016 107 317Ul或者WO 2018/115528 A1中设想了一种解决途径，在该解决途径中，监测链的走向，然而这不容易适用于磨损识别。

[0069] 图1‑4示出用于实施下述基本原理的实现方案：所述基本原理用于通过计算打开接片或者横向接片在能量引导链的牵拉运动和推进运动之间的间距差异来求取磨损，所述磨损例如由于在链节的关节连接中的增大的螺栓钻孔间隙。

[0070] 图1示出能量引导链12(以下简称为EFK)。EFK 12的端部13可沿着EFK 12的纵轴线14运动，尤其是可前后移动，尤其是可相对于EFK 12的至少一个另外的端部17前后移动。
EFK 12的不动的固定点16布置在EFK 12的一端部17上。EFK 12的携动件18布置在EFK的另外的端部13上。携动件18构成EFK12的端部13。EFK 12布置为，使得EFK 12在EFK 12的携动件18移动时构成至少三个不同的区域20，22，24，在所示出的实施例中，所述区域相应下部段、转向弧和上部段。

[0071] 三个区域20，22，24中的一个是不动的下部段21，所述不动的下部段从EFK12的端部17(在所述端部处布置有不动的固定点16)延伸至转向弧23，并且所述不动的下部段由EFK 12的平行于EFK12的纵轴线14延伸的部分构成。EFK 12的构成不动的下部段21的区域20仅仅相对于端部17不动地构造，在所述端部处布置有不动的固定点16。三个区域20，22，
24中的一个是可移动的上部段25，所述上部段从EFK12的端部13(在所述端部处布置有携动件18)延伸至转向弧23，并且所述上部段由EFK12的平行于EFK 12的纵轴线14延伸的部分构成。上部段25滑动式地支承在下部段21上。三个区域20，22，24中的一个是布置在不动的下部段21和可移动的上部段25之间的转向弧，所述转向弧构造EFK 12的180°弧。然而，本发明也可以容易应用到具有可移动的下部段21和不动的上部段25的EFK 12上。

[0072] 为了对如线缆、软管或者诸如此类的一条或者多条管线进行导向，EFK 12具有在最大程度上已知的结构。EFK 12包括大量的链节26，所述链节横向于纵轴线14铰接式地相互连接。示例性地，仅三个链节26设有附图标记。EFK 12具有可运动的端部13，携动件18布置在所述可运动的端部上。EFK 12具有固定的链端部25，该固定的链端部25牢固地法兰连接在外部的支架结构的在空间上固定的基底11上。携动件18在活动状态下例如沿着纵轴线14相对于不动的固定点16来回移动、尤其是在图1中向左和向右移动。携动件18例如是在机器中的可运动的接头位置，所述机器以能量、数据和/或介质供给。基底11通常构成固定的接头位置。替代地，携动件18也可以是可垂直运动的或者是可沿着两条轴线移动的。EFK 12构成转向弧23，所述转向弧相应于携动件运动一同移动。转向弧23例如通过转向辊定义或者通常由链节26的进行角度限制的止挡件定义。

[0073] 图2示出用于在EFK 12上进行间接的磨损识别的系统(总体上用10表示)的原理示意图。作为主要组成部分，系统10包括：EFK 12、评估装置30和布置在EFK 12上的传感器组件28。传感器组件28的三个传感器18，18’，18”的布置在图2中是纯示范性的。在图3中更准确地说明传感器组件28中三个传感器18，18’，18”的布置。传感器组件28在信号技术上与评估装置30连接。

[0074] 图2尤其示出用于在EFK 12上进行间接的磨损识别的系统。EFK 12构造用于对例如线缆、软管或者诸如此类的至少一条管线19进行导向。EFK12构造用于对至少一条管线19在不动的固定点16和可相对于其运动的携动件18之间进行导向。EFK 12可通过构成不动的下部段21、可移动的上部段25和在它们之间的转向弧23移动。EFK 12实施和布置为上部段25在下部段上滑动。

[0075] 系统10具有不动地布置的传感器组件28和评估装置30，所述评估装置在信号技术上与传感器组件连接，其中，传感器组件布置和设置为，根据至少一个特征产生相应的输出信号，评估装置对所述相应的输出信号进行评估，所述至少一个特征在EFK 12相对于传感器组件移动、尤其是运动时周期性地、尤其是与EFK 12的链距相应地反复出现，尤其是可检测。系统10构造用于在EFK 12的链节26上进行间接的磨损识别。EFK 12示例性地具有二十个链节26，所述二十个链节全部结构相同地构造。系统10构造用于在EFK12的不动的固定点16和EFK 12的可相对于其运动的携动件18之间对EFK 12的磨损进行间接的磨损识别。

[0076] 系统10具有相对于EFK 12不动地布置的传感器组件28。系统10具有评估装置30。评估装置30在信号技术上与传感器组件28连接，以用于进行从传感器组件28到评估装置30的数据传输。

[0077] 传感器组件28将例如连续的信号实时地或者将其作为周期性的信号以至少为20Hz的发送频率传输给评估装置30。传感器组件28布置和设置用于，根据EFK 12的至少一个特征32产生相应的输出信号34，评估装置30对所述输出信号34进行评估(参看图4A至
4D)。

[0078] 传感器组件28设置用于，根据EFK 12的至少一个特征产生相应的输出信号34并且将其发送给评估装置30。EFK 12的特征32在EFK 12相对于传感器组件28移动、尤其是运动时周期性地、尤其是相应于EFK 12的链距重复地出现。EFK 12的特征32是下述特征32：所述特征在EFK 12上的每个链节26上、尤其是分别在链节26的相同的位置上出现。EFK 12的特征32在EFK 12相对于传感器组件28移动、尤其是运动时可周期性地、尤其是相应于EFK的链距地重复地检测到。例如，EFK 12的特征32构造为链节26的相应的子元件。这里，EFK 12的特征32示例性地构造为在链节26上的横向接片36。传感器组件28构造用于，在EFK 12移动时监测EFK 12、尤其是EFK 12的特征32、优选EFK 12的每个链节26。传感器组件28包括三个传感器38，39，40，所述三个传感器构造用于，在EFK 12移动时检测EFK 12的特征32。传感器38，39，40实施为电容式接近传感器。传感器组件28的传感器38，39，40全部都在功能上相同并且结构相同地构造。

[0079] 评估装置30构造用于，由评估装置30从传感器组件28接收的输出信号34来求取在EFK12的两个链节26之间的间距42(参看图4A‑4D)。评估装置30构造用于，由评估装置30从传感器组件28接收的输出信号34来求取例如EFK 12的单个的链节26的瞬时速度。评估装置30构造用于，借助于链节26的所求取的瞬时速度来使在每两个链节26之间的所求取的间距
42标准化。评估装置30构造用于，由EFK 12的链节26的所求取的、尤其是标准化的间距42来求取EFK 12的、尤其是EFK 12的链节的磨损状态。附加地，评估装置30可以构造用于，由评估装置30从传感器组件28接收的输出信号34求取EFK 12的链节26的瞬时速度的改变。附加地，评估装置30可以构造用于，由EFK 12的链节26的瞬时速度的所求取的改变来求取EFK 
12、尤其是EFK 12的链节的磨损状态。

[0080] 传感器组件28包括多个在EFK 12的移动方向15上、尤其是沿着EFK 12的纵轴线14相对彼此间隔开的传感器38，39，40，并且布置为，使得传感器38，39，40中的每个检测到EFK 12的从旁移动经过的横向接片36的存在，尤其将其作为EFK 12的至少一个特征32检测到并且输出相应的输出信号34。

[0081] 传感器组件28包括三个传感器38，39，40，所述传感器沿EFK 12的移动方向15、尤其是沿着EFK 12的纵轴线14相对彼此间隔开地布置，尤其是在其中有两个在EFK 12的移动方向15上彼此部分地错开地布置，并且在其中有一个相对于其他的传感器在EFK12的移动方向15上完全错开地布置。EFK12的移动方向15平行EFK12的纵轴线14地定向。

[0082] 传感器38，39，40中的每个都检测EFK 12的特征32、例如从旁移动经过的横向接片36的存在。传感器38，39，40中的每个输出与EFK 12的特征32(例如从旁移动经过的横向接片36)的存在或者不存在相应的输出信号34(参看图4A‑4D)。

[0083] 设置至少两个传感器38，39，40和/或将两个传感器38，39，40以与标称的链距相应、尤其是与新的链距相关的间距布置(参看图3，4A‑4D)。传感器组件28具有至少两个传感器38，40，所述传感器沿着移动方向15、尤其是沿着EFK 12的纵轴线14以相应于标称的链距、尤其是与新的链距相关的间距44相对彼此错开地布置。对于三个传感器38，39，40中的传感器40，在传感器组件上视传感器组件28应监测哪种类型的能量引导链而定地设置不同的连接接口。三个传感器38，39，40相对彼此错开地布置为，使得当EFK在传感器组件28上运动时总是有传感器产生与基准信号不同的输出信号。这里，基准信号示例性地形成为“0”，并且输出信号形成为“1”。这里，传感器38，39，40的信号、尤其是输出信号示例性地二进制地形成。

[0084] 例如，系统10具有EFK 12，以便在EFK 12上进行间接的磨损识别。两个传感器38，40的几何的中心沿着移动方向15、尤其是沿着EFK 12的纵轴线14以相应于标称的链距、尤其是与新的链距相关的间距44相对彼此错开地布置(参看图4A‑4D)。

[0085] 传感器组件28在EFK 12的移动方向15上不动地布置在固定点16旁边。传感器组件28与支架结构、尤其是导轨单元46不动地连接(参看图2)。为了监测EFK 12的上部段25，传感器组件28在EFK 12的移动方向上不动地布置在固定点16旁边。EFK 12的不动的固定点16布置在EFK 12的下部段21上。传感器组件28在EFK 12的移动方向15上、尤其是沿着EFK12的纵轴线14与不动的固定点16错开地布置。导轨单元46具有两个平行于EFK 12的纵轴线14定向的导轨，EFK 12支承在所述导轨上并且传感器组件28与所述导轨连接。EFK 12的不动的固定点16沿着导轨单元的纵轴线47相对于传感器组件28错开地与导轨单元46连接。

[0086] 评估装置30构造用于，检测传感器组件28、尤其是单个的传感器38，39，40的输出信号34在时间上的行为，和/或由输出信号34中检测、尤其是求取单个的链节26的瞬时速度。

[0087] 评估装置30构造用于，由两个相邻的链节26的间距42尤其是与瞬时速度组合地求取两个链节26的连接的磨损状态。评估装置30构造用于，对传感器组件28的输出信号34在与新的EFK 12的预先存储的行为的偏差方面进行评估。评估装置30具有存储器模块，在所述存储器模块上存储、尤其是预先存储有与新的EFK 12相对应的标准值的数据。评估装置30构造用于，通过测量在周期性的特征32的检测之间的时间间隔和根据分别所检测的瞬时速度来求取在相互接连的链节26之间的间距42并且优选地为了磨损识别的目的而将其与预先确定的标称的链距进行比较。评估装置30构造用于，通过测量在周期性的特征32的检测之间的时间间隔和根据分别所检测的瞬时速度来求取在相互接连的链节26之间的标准化的间距42。评估装置30构造用于，将各个所求取的和尤其是标准化的间距42与预先确定的、标称的链距进行比较，以便在相应的链节26上进行磨损识别。

[0088] 评估装置30构造用于，根据评估、尤其在当前所检测到的在周期性的特征32之间的间距42的函数方面输出维护建议。评估装置30具有输出模块48，所述输出模块构造为光学的和声学的输出模块48。输出模块48部分地构造为显示屏并且部分地构造为扬声器。维护建议部分地构造为声音的报警声。维护建议部分地构造为光学的报警信号。

[0089] 传感器组件28和评估装置30构造用于，检测大量的相互接连的链节26，以进行区段式的磨损识别。传感器组件28构造用于，在EFK 12移动时持久地监测EFK 12、尤其是检测链节26的至少一个特征32。

[0090] 图5示意性地示出用于在EFK 12上进行间接的磨损识别的方法50的示例性的流程。

[0091] 方法50具有唯一的持续时间方法步骤52作为重要的步骤。为了解释的简单性，在持续时间方法步骤52中，以下将同时地和重复地或者持续地重复的方法步骤作为两个单个的子步骤以示例顺序解释。

[0092] 在一个方法步骤、尤其是检测步骤54中，通过传感器组件28监测从传感器组件28旁运动经过的EFK 12。在一个方法步骤、尤其是检测步骤54中，在每次检测到在链节26上的特征32时，通过传感器组件28产生输出信号34。在一个方法步骤、尤其是检测步骤54中，将每个所产生的输出信号发送给评估装置30。在一个方法步骤、尤其是检测步骤54中，将连续的输出信号34发送给评估装置30，所述评估装置根据特征32的存在假定一个定义的值、例如“1”，并且在其他情况下假定一个基准值、例如“0”。在一个方法步骤、尤其是检测步骤54中，电容式接近传感器作为传感器组件28的传感器38，39，40使用。在一个方法步骤、尤其是检测步骤54中，由传感器组件28的每个传感器38，39，40将从旁移动经过的横向接片36的存在尤其是作为EFK 12的特征32检测并且输出相应的输出信号34。在一个方法步骤、尤其是检测步骤54中，使用传感器组件28的至少两个传感器38，39，40和/或使用传感器组件28的两个传感器38，39，40，所述两个传感器以相应于标称的(新的)链距的间距44布置。在一个方法步骤、尤其是检测步骤54中，使用传感器组件28，该传感器组件在EFK 12的移动方向15上不动地布置在固定点16旁边。

[0093] 在一个方法步骤、尤其是评估步骤56中，由评估装置30检测传感器组件28、尤其是单个的传感器38，39，40的输出信号34在时间上的行为，和/或由评估装置30从输出信号34检测单个的链节26的瞬时速度。在一个方法步骤、尤其是评估步骤56中，由评估装置30从传感器组件28、尤其是单个的传感器38，39，40的输出信号34在时间上的行为求取单个的链节26的瞬时速度。在一个方法步骤、尤其是评估步骤56中，由评估装置30从传感器组件28、尤其是单个的传感器38，39，40的输出信号34和尤其是输出信号34的在时间上的行为求取单个的链节26彼此的间距42、尤其是速度标准化的间距42。在一个方法步骤、尤其是评估步骤
56中，由评估装置30对传感器组件28的输出信号34在与新的EFK 12的预先存储的行为的偏差方面进行评估。在一个方法步骤、尤其是评估步骤56中，由评估装置30将单个的链节26到彼此的至少一个、优选速度标准化的间距42与新的EFK 12的预先存储的间距44进行比较。
在一个方法步骤、尤其是评估步骤56中，由评估装置30通过测量在周期性的特征32的检测之间的时间间隔和根据分别所检测到的瞬时速度来求取在相互接连的链节26之间的间距
42，并且为了磨损识别目的而尤其将其与预先确定的标称的链距进行比较。在方法步骤、尤其是评估步骤56中，由评估装置30根据评估、尤其是在当前所检测到的在周期性的特征42之间的间距42的函数方面来输出维护建议。

[0094] 在一个方法步骤、尤其是评估步骤56中，由传感器组件28和评估装置30检测大量的接连的链节26，以进行区段式的磨损识别。

[0095] 在一个方法步骤、尤其是持续时间重复步骤52中，由传感器组件28根据至少一个特征产生相应的输出信号，由评估装置30对所述相应的输出信号进行评估，所述至少一个特征在EFK 12相对于传感器组件28移动、尤其是按计划运动时周期性地、尤其是相应于EFK 12的链距重复地出现并且尤其是可检测的。

[0096] 附图标记列表

[0097] 10系统

[0098] 11基底

[0099] 12能量引导链(EFK)

[0100] 13端部

[0101] 14纵轴线

[0102] 15移动方向

[0103] 16固定点

[0104] 17端部

[0105] 18携动件

[0106] 20区域

[0107] 21下部段

[0108] 22区域

[0109] 23转向弧

[0110] 24区域

[0111] 25上部段

[0112] 26链节

[0113] 28传感器组件

[0114] 30评估装置

[0115] 32特征

[0116] 34输出信号

[0117] 36横向接片

[0118] 38传感器

[0119] 39传感器

[0120] 40传感器

[0121] 42间距

[0122] 44间距

[0123] 46导轨单元

[0124] 48输出模块

[0125] 50方法

[0126] 52持续时间

[0127] 54检测步骤

[0128] 56评估步骤